仪表专业培训讲义-第一季度-莫儒志

紧急关断系统设计原则
1、ESD系统不依附过程控制系统就能独立完成自动保护 ESD系统不依附过程控制系统就能独立完成自动保护 连锁的安全系统，另外，按需要配置相应的通讯接口， 连锁的安全系统，另外，按需要配置相应的通讯接口， 使过程控制系统能监控ESD系统的运行过程。 ESD系统的运行过程 使过程控制系统能监控ESD系统的运行过程。 2、ESD系统为故障安全型，ESD系统的检测元件和最终执 ESD系统为故障安全型，ESD系统的检测元件和最终执 系统为故障安全型 行元件在系统正常时是带电状态， 行元件在系统正常时是带电状态，在系统不正常时是 失电状态。 失电状态。 3、ESD系统采用电气、电子或可编程技术，也可采用它 ESD系统采用电气、电子或可编程技术， 系统采用电气 们组合技术。 们组合技术。 ESD系统的中间环节是最少的 系统的中间环节是最少的。 4、ESD系统的中间环节是最少的。 ESD系统一般都选择具有 系统一般都选择具有TUV SIL3认证的产品 认证的产品。 5、 ESD系统一般都选择具有TUV SIL3认证的产品。
火气监控(FGS)系统的控制逻辑及操作、 火气监控(FGS)系统的控制逻辑及操作、显示功能由安装 系统的控制逻辑及操作 于各中控室内的安全监控系统完成。 于各中控室内的安全监控系统完成。
火气监控系统（FGS） 火气监控系统（FGS）
FGS 系统与现场探测设备之间具有自动探测火灾和可燃 气体泄漏，自动/手动启动报警、消防系统，自动/ 气体泄漏，自动/手动启动报警、消防系统，自动/手动 执行火气状态应急关断逻辑， 执行火气状态应急关断逻辑，故障容错及对现场探测设 备和系统进行诊断的功能。现场火气探测、 备和系统进行诊断的功能。现场火气探测、报警设备包 括火焰探测器、热探测器、烟探测器、 括火焰探测器、热探测器、烟探测器、可燃气体探测器 、手动报警站等。设置可燃气体探测器、火焰探测器、 手动报警站等。设置可燃气体探测器、火焰探测器、 热探测器（易熔塞回路） 热探测器（易熔塞回路）和手动报警站
紧急关断系统（ 紧急关断系统（ESD)
设置紧急关断（ESD） 设置紧急关断（ESD）系统的主要目的是为了保护平 台人员和设施的安全，防止环境污染， 台人员和设施的安全，防止环境污染，将事故的损失限 制到最小。 制到最小。系统的关断逻辑由独立的紧急关断系统来实 现。平台的应急关断系统分为四级： 平台的应急关断系统分为四级： ESD1 级关断， 全平台关断， 为最高级别关断。 ESD1 级关断 ， 全平台关断 ， 为最高级别关断 。 平台 上设备除应急支持系统延时关断外全部关停。 上设备除应急支持系统延时关断外全部关停 。 此关断只 能由平台主要负责人或指定专人手动启动。 ESD1 能由平台主要负责人或指定专人手动启动 。 ESD1 级启动 按钮分别安装在井口平台的中控室、 按钮分别安装在井口平台的中控室 、 救生艇登船处和直 升机坪，并有明显的标志或警告牌。 升机坪，并有明显的标志或警告牌。 ESD2 级关断， 火气关断。 ESD2 级关断 ， 火气关断 。 该级关断由平台火灾或可 燃气体严重泄漏引起。 燃气体严重泄漏引起 。 它可由操作人员观察到火情后手 动启动，也可由火气控制逻辑自动启动。 动启动 ， 也可由火气控制逻辑自动启动 。 除执行本级关 断的功能外, ESD2级关断将引起ESD ESD3 级关断发生。 断的功能外, ESD2级关断将引起ESD3、4级关断发生。
火气监控系统（FGS） 火气监控系统（FGS）
火气探测和报警系统利用各种探测设备对平台上发 生的火灾和泄漏的危险气体进行自动检测， 生的火灾和泄漏的危险气体进行自动检测，并对意外的 危险源进行预报警，在确定危险的情况下， 危险源进行预报警，在确定危险的情况下，通过手动和 自动方式启动平台的安全消防系统， 自动方式启动平台的安全消防系统，为平台操作人员和 生产设施提供安全保障。 生产设施提供安全保障。火气探测系统的输入输出系统 都应该具有自监测和诊断功能，对于系统短路、 都应该具有自监测和诊断功能，对于系统短路、断路和 接地都能够识别并进行报警。 接地都能够识别并进行报警。
项目管理基础知识培训 仪表专业 莫儒志
ODP报告
ODP－指勘探钻井有油气发现后，进行的包括油田开发的地质油 －指勘探钻井有油气发现后， 钻井完井、采油工艺、健康、安全与环保、开发工程、 藏、钻井完井、采油工艺、健康、安全与环保、开发工程、油气 市场、开发投资及费用估算、经济评价等相关评价、研究、 市场、开发投资及费用估算、经济评价等相关评价、研究、报告 编制，直至总体开发方案获得批准的全部工作内容。 编制，直至总体开发安全管理的自动化程 度较高，平台上都设有一套自动化控制系统， 度较高，平台上都设有一套自动化控制系统，即 中央控制系统。 中央控制系统。这套系统是整个平台的控制中心 它能对整个平台的生产和安全进行监控， ，它能对整个平台的生产和安全进行监控，确保 平台及人身安全，保证生产的持续性， 平台及人身安全，保证生产的持续性，保护原油 生产系统及其设施。 生产系统及其设施。中央控制系统是由生产过程 控制系统（PCS）和安全控制系统(FPS)组成 组成。 控制系统（PCS）和安全控制系统(FPS)组成。其 中安全控制系统又分为紧急关断系统（ESD） 中安全控制系统又分为紧急关断系统（ESD）和 火气探测系统（F&G）两个相对独立的子系统。 火气探测系统（F&G）两个相对独立的子系统。
自动控制基本知识
2、仪表回路图是管路及仪表图的延伸。回路图展示了仪 表的横向连接，把仪表控制盘的配线、施工和仪表盘的 测试连成一体，表明了现场仪表、现场接线盒、就地控 制盘、中央控制系统间的接线情况。在投产、启动、操 作和维修期间，回路图是非常有用的。
自动控制基本知识
3、梯形逻辑图：是实现自动化顺序控制的常用方法。其 实现顺序控制的优点是直观而且符合人们的习惯。除了 集散控制系统（DCS）之外，几乎所有的过程逻辑控制 均是采用此方法进行顺序控制。梯形逻辑图是随着继电 器控制系统的“软件”而产生的一种解释执行程序设计 语言。这些系统中除了包括基本的触点、线圈以及逻辑 与、或、非关系，还包括了诸如定时器、计数器、数字 算法、寄存器运算、数据转换等。此外，它还可以方便 将梯形逻辑控制回路同连续调节控制算法通过数据库连 接起来，以实现更复杂的功能。
自动控制基本知识
自动化控制系统设计与使用中，管路及仪表图、仪 表回路图、程序控制梯形逻辑图、自动调节系统是仪表 人员必须掌握的知识。 1、管线及仪表图（P＆I图）：P＆I图是用线条、圆形和 球形为基础的符号将平台上各设备橇块内的配管及仪表 布局和外部接口进行综合描述，P＆I图中既表明了物料 的流向又标明了所用现场仪表的类型、设点、安装位置 及仪表的外接口情况。
过程控制系统一般由电源模块、控制处理器、通讯模块 过程控制系统一般由电源模块、控制处理器、 输入输出模块和工程师站组成。 、输入输出模块和工程师站组成。
PCS主要的功能： PCS主要的功能： 主要的功能
1、动态显示生产流程主要工艺过程参数及设备运行状态 2、对生产过程进行监控 实现两位式开/关控制、连续的PID 3、实现两位式开/关控制、连续的PID 调节等其它高级 控制 阀的手动或自动开/ 4、泵、阀的手动或自动开/关操作 PCS、ESD、 GS系统的图形动态显示 5、PCS、ESD、F＆GS系统的图形动态显示 6、记录并打印所有警报事件 在线精确地调整各种测量数值的比例系数。 7、在线精确地调整各种测量数值的比例系数。 在线对数据库定义进行修改、组态、调整参数、 8、在线对数据库定义进行修改、组态、调整参数、改变 警报点设置以及备份历史记录 在故障时或平台投产调试时， 9、在故障时或平台投产调试时，由软件提供关断信号的 旁路功能
开关 报警 高高 低低 信号
其它 关断 信号
火气 探头 及火 灾手 动站
其它 检测 信号
消防 泵及 喷淋 阀和 CO2 系统
过程控制系统
过程控制系统是基于DCS的控制系统，通过对现场 的控制系统， 过程控制系统是基于 的控制系统 的温度、压力、液位、流量等工艺参数的采集和处理， 的温度、压力、液位、流量等工艺参数的采集和处理， 在操作站上进行显示，报警； 在操作站上进行显示，报警；实现对相关控制回路中阀 门的自动控制。 门的自动控制。
自动控制基本知识
4、自动调节系统：是具有被调参数负反馈的闭环系统， 它与自动操纵、自动信号报警等开环系统有本质差别， 关键就在于调节系统有负反馈。从调节系统的组成来看， 要进行调节，就需要不断地把输出量又送回到输入端 （与给定值比较后送入调节器），这种将输出反送回来 又作为输入的系统，称为反馈系统，反送回来的信号称 为反馈作用。由于这一反馈作用，把系统各环节联系起 来。自动调节系统的组成：自动调节系统由检测元件、 变送器、自动调节器和执行器（如调节阀）三部分组成。
在此阶段，仪表专业需要完成的工作： 在此阶段，仪表专业需要完成的工作： 对开发油田控制系统的总体规模进行定义； 对开发油田控制系统的总体规模进行定义； 对开发油田采用的系统网络结构进行定义； 对开发油田采用的系统网络结构进行定义； 对开发油田所采用的系统类型进行定义。 对开发油田所采用的系统类型进行定义。
ODP报告
文昌井口平台中控系统方案 考虑到各井口平台的井数较少、工艺相对简单，平台面 积不大，即控制回路和控制点数较少，总控制点数估计 在400点以下。井口平台的控制系统应选用小型、工作可 靠的控制系统。 考虑在各井口平台上设置两套独立的控制系统，一套用 作构成过程控制系统（PCS），另一套用作安全监控系统 (FPS)，包括应急关断（ESD）和火气监控系统（FGS）。 两套控制系统进行适当集成，共享人机接口和数据通信 网络，控制系统的选择和集成应符合开放的、规范的通 信协议。人机接口主要包括2台操作站（1台兼做工程站） 和2台打印机。
火气监控系统（FGS） 火气监控系统（FGS）
火气监控(FGS)系统由火气监控系统控制逻辑设备、 火气监控(FGS)系统由火气监控系统控制逻辑设备、 系统由火气监控系统控制逻辑设备 火气现场探测、报警设备及其与消防系统、 火气现场探测、报警设备及其与消防系统、应急关断系 系统和HVAC 系统的接口组成。 统、报警系统、PA 系统和HVAC 系统的接口组成。 报警系统、